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Fiches de révision physique-chimie seconde : atome, classification périodique, mole, réactions chimiques, mouvement, forces, ondes, lumière. Programme 2026.
Le programme de physique-chimie en classe de seconde pose les bases scientifiques indispensables pour la poursuite d'études au lycée, que l'élève choisisse ou non la spécialité en première. Il s'articule autour de trois grands thèmes : Constitution et transformations de la matière, Mouvement et interactions, et Ondes et signaux. Une quatrième partie, L'Univers, complète la formation en plaçant les notions dans un cadre cosmologique. L'objectif est de développer la rigueur du raisonnement scientifique, la maîtrise des unités et des ordres de grandeur, et la capacité à résoudre des problèmes quantitatifs.
Un corps pur est constitué d'une seule espèce chimique (exemple : eau distillée H₂O). Un mélange contient plusieurs espèces chimiques (exemple : l'air, composé principalement de diazote N₂ à 78 %, de dioxygène O₂ à 21 % et d'argon Ar à 0,9 %). L'air est donc un mélange homogène de gaz. On distingue les mélanges homogènes (une seule phase visible, comme l'eau salée) des mélanges hétérogènes (plusieurs phases, comme l'eau et l'huile). Des techniques de séparation permettent d'isoler les constituants : filtration, décantation, distillation, chromatographie.
L'atome est constitué d'un noyau central, extrêmement petit et dense, entouré d'un nuage d'électrons. Le noyau contient des protons (charge +e, masse ≈ 1,67×10⁻²⁷ kg) et des neutrons (charge nulle, masse ≈ celle du proton). Les électrons (charge −e, masse ≈ 9,11×10⁻³¹ kg) gravitent autour du noyau.
L'atome est électriquement neutre : le nombre d'électrons est égal au nombre de protons Z.
Le tableau périodique classe les éléments par numéro atomique Z croissant. Il est organisé en lignes (périodes) et en colonnes (familles).
Configuration électronique : les électrons se répartissent sur des couches électroniques notées K, L, M :
Règles de remplissage : les électrons occupent d'abord la couche la plus interne (K), puis L, puis M. Exemples :
Les électrons de valence sont ceux de la couche externe. Ils déterminent les propriétés chimiques de l'élément. Les éléments d'une même colonne ont le même nombre d'électrons de valence et forment une famille chimique :
Les atomes se lient pour obtenir une configuration électronique stable (règle du duet pour H et He, règle de l'octet pour les autres éléments de la 2ᵉ et 3ᵉ période).
Molécules : assemblages d'atomes liés par des liaisons covalentes (mise en commun de paires d'électrons).
Ions : atomes ou groupes d'atomes ayant gagné ou perdu des électrons.
La mole est l'unité de quantité de matière. Une mole contient exactement N_A = 6,022×10²³ entités (nombre d'Avogadro). Ces entités peuvent être des atomes, des molécules, des ions…
Dilution : on ajoute du solvant pour diminuer la concentration. La quantité de matière de soluté est conservée : C₀V₀ = C₁V₁. Le facteur de dilution est F = C₀/C₁ = V₁/V₀.
Une transformation chimique modifie la nature des espèces chimiques : les réactifs sont consommés et des produits sont formés. Elle est modélisée par une équation chimique qui doit être équilibrée (conservation des éléments et des charges).
Exemple : combustion du méthane : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.
Stœchiométrie : les coefficients stœchiométriques indiquent les proportions molaires dans lesquelles les réactifs réagissent et les produits se forment.
Réactif limitant : c'est le réactif qui est entièrement consommé en premier et qui détermine l'avancement maximal de la réaction. L'autre réactif est dit en excès.
Tableau d'avancement : outil indispensable pour suivre l'évolution des quantités de matière au cours de la réaction. On note x l'avancement (en mol). Pour chaque espèce, on exprime la quantité n en fonction de x, de la quantité initiale et du coefficient stœchiométrique. L'avancement maximal x_max est atteint lorsque la quantité du réactif limitant s'annule.
Le mouvement d'un objet est décrit par rapport à un référentiel (objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement). Le mouvement est relatif : un passager est immobile dans le référentiel du train mais en mouvement dans le référentiel terrestre.
La trajectoire est l'ensemble des positions successives occupées par un point de l'objet au cours du temps. Elle peut être rectiligne (droite), circulaire (cercle), curviligne (courbe quelconque).
La vitesse moyenne est : v = d / Δt, où d est la distance parcourue et Δt la durée. Elle s'exprime en m·s⁻¹ (SI) ou en km·h⁻¹ (conversion : 1 m·s⁻¹ = 3,6 km·h⁻¹).
La vitesse instantanée correspond à la vitesse à un instant précis. On peut l'estimer en calculant la vitesse moyenne sur un intervalle de temps très court.
Le principe d'inertie (première loi de Newton adaptée au niveau seconde) : dans un référentiel terrestre (considéré comme galiléen), si les forces qui s'exercent sur un objet se compensent (somme vectorielle nulle), alors l'objet est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme. Réciproquement, si un objet est au repos ou en MRU, les forces se compensent.
Si les forces ne se compensent pas, le mouvement de l'objet est modifié : l'objet accélère, décélère ou change de direction.
Une force modélise une action mécanique exercée par un objet sur un autre. Elle est caractérisée par :
On la représente par un vecteur force F⃗.
Poids : force d'attraction exercée par la Terre sur un objet. P = mg, où m est la masse (en kg) et g l'intensité de la pesanteur (g ≈ 9,81 N·kg⁻¹ à la surface de la Terre). Le poids est vertical, dirigé vers le centre de la Terre.
Force gravitationnelle (loi de Newton) : F = G × m₁ × m₂ / d², où G = 6,674×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻² est la constante de gravitation universelle, m₁ et m₂ les masses des deux corps et d la distance entre leurs centres. Le poids est un cas particulier de la force gravitationnelle (à la surface de la Terre : g = GM_T / R_T²).
Réaction du support : force de contact exercée par une surface sur un objet posé. Elle est perpendiculaire à la surface. Forces de frottement : composante tangentielle qui s'oppose au mouvement ou au glissement.
Un son est une onde mécanique qui nécessite un milieu matériel pour se propager (il ne se propage pas dans le vide). Il est produit par la vibration d'un objet (corde, membrane, colonne d'air).
Caractéristiques d'un son :
La vitesse du son dépend du milieu de propagation :
La vitesse du son est plus élevée dans les solides que dans les liquides, et plus élevée dans les liquides que dans les gaz.
Le niveau sonore L (en décibels, dB) quantifie l'intensité perçue d'un son. Échelle : 0 dB (seuil d'audibilité), 60 dB (conversation), 85 dB (seuil de danger pour l'oreille lors d'une exposition prolongée), 120 dB (seuil de douleur). Une exposition prolongée à plus de 85 dB entraîne des risques de lésions auditives irréversibles.
La lumière est un signal qui se propage en ligne droite dans un milieu homogène et transparent (propagation rectiligne). Sa vitesse dans le vide (ou dans l'air, en bonne approximation) est : c = 3,00×10⁸ m·s⁻¹ (environ 300 000 km/s). C'est la vitesse la plus grande qui existe dans l'Univers.
Sources de lumière : primaires (émettent leur propre lumière : Soleil, lampe, laser) et secondaires (diffusent la lumière reçue : Lune, objets éclairés).
La réfraction est le changement de direction d'un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu transparent à un autre (par exemple de l'air au verre ou à l'eau).
Loi de Snell-Descartes : n₁ × sin(θ₁) = n₂ × sin(θ₂), où :
Si n₂ > n₁ (passage vers un milieu plus réfringent), le rayon se rapproche de la normale : θ₂ < θ₁. Si n₂ < n₁, le rayon s'éloigne de la normale.
La lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs du spectre visible. Lorsqu'elle traverse un prisme ou un réseau, elle est dispersée en un spectre continu allant du violet au rouge.
Le spectre visible correspond aux longueurs d'onde comprises entre environ 400 nm (violet) et 800 nm (rouge) :
Au-delà du rouge : infrarouge (IR). En dessous du violet : ultraviolet (UV). Ces rayonnements sont invisibles à l'œil humain.
Relation entre longueur d'onde et fréquence : λ = c / f, où c = 3,00×10⁸ m·s⁻¹.
La physique-chimie de seconde aborde les échelles de l'infiniment petit à l'infiniment grand :
L'Univers est structuré à plusieurs échelles :
La lumière met du temps à nous parvenir : observer un objet lointain, c'est le voir tel qu'il était dans le passé (« regarder loin, c'est regarder tôt »).